Intel FPGA 개발 환경 소개

이번 글에서는 FPGA 개발 환경에 대해 간략히 소개하고자 합니다. Intel(Altera)사 기준으로 설명합니다. Xilinx사의 개발 환경까진 다루지 않을 예정이지만, 필요한 경우에 비교 차원에서 간혹 언급할 수 있습니다.

 

앞으로 우리가 사용할 개발 보드와, 해당 보드에 장착된 FPGA 디바이스 정보입니다.

1. 개발 보드: [Terasic] DE10-Lite

2. FPGA 디바이스: [Intel] Max 10 (10M50DAF484C7G)

DE-10 Lite 개발 보드

해당 개발 보드는 Terasic이라는 대만 회사에서 만든 것입니다. 가격은 약 23만 원입니다. (이 금액이 다소 부담된다고 느끼실 수 있겠습니다만, 이보다 저렴한 FPGA 개발 보드는 아마 거의 없을 겁니다. 이런 보드를 직접 설계하고 제작까지 해 본 저로서는, 정말 믿기지 않는 가격입니다.) 보드 내에 “USB Blaster”가 내장되어 있어 별도의 JTAG programmer는 필요 없습니다.

 

보드와 함께 제공되는 IP 모듈은 없습니다. 하지만 잠시 후에 소개할 Quartus Prime이라는 소프트웨어 툴에서 기본적인 IP들(PLL, I/O, FIFO, Block RAM, DSP 등)을 모두 제공합니다. 현업에서 하는 특수한 프로젝트가 아니라면, 아마 유료 IP를 구매해야 할 일은 정말로 없을 겁니다.

 

Max 10 시리즈는 현재 생산되고 있는 가장 단순하고 저렴한 FPGA 제품군입니다. 이전 시리즈는 모두 단종되었고, 이제 Max 10 시리즈만 살아남았습니다.

 

필요한 소프트웨어 툴 목록은 다음과 같습니다.

1. [Intel] Quartus Prime (Lite Edition)

2. [Siemens] Questa (Intel FPGA Starter Edition)

Quartus Prime 프로그램 실행 화면

Questa 프로그램 실행 화면

Quartus Prime은 FPGA 개발에 관한 모든 툴을 담고 있는 거대한 툴이라고 이해하시면 되겠습니다. 보통 이런 소프트웨어 묶음을 가리켜 "suite"라고 부릅니다. 아마 어떤 작업을 하던 간에 항상 이 프로그램부터 실행하게 될 겁니다. Lite, Standard, Pro, 이렇게 총 세 가지 에디션이 있습니다. Max 10은 공통적으로 지원되는 디바이스라 우리는 무료 버전(Lite Edition)을 사용해도 됩니다.

 

Questa는 지멘스에서 제공하는 시뮬레이션/검증 툴이며 Quartus Prime에 연동시켜서 사용합니다. 옛날 이름은 ModelSim입니다. (아마 들어보신 분들도 있을 겁니다.) Quartus에 번들로 포함되어 있었는데, 개발사인 Mentor Graphics가 지멘스에 인수합병되면서 이름이 바뀌고 별도 설치하도록 라이센싱 정책이 바뀌었습니다.

번들은 아니어도 FPGA 개발용 무료 버전(Intel FPGA Starter Edition)은 계속 제공됩니다. 이 버전을 설치해 사용할 것입니다. 참고로, 이름에 “Starter”가 안 붙은 버전도 있는데 (Intel FPGA Edition) 이건 유료 버전이니 주의하시기 바랍니다.

 

위에서 언급한 두 소프트웨어 모두 인텔 웹사이트에서 설치 파일을 받을 수 있습니다. 구글에 “intel fpga software download center”라고 검색하면 바로 찾을 수 있습니다. Windows용 Lite Edition을 받을 수 있는 페이지 주소는 아래와 같습니다.

https://www.intel.com/content/www/us/en/software-kit/785086/intel-quartus-prime-lite-edition-design-software-version-22-1-2-for-windows.html

 

여기까지, 앞으로 우리가 사용할 FPGA 개발 환경에 대해서 간단히 소개해드렸습니다. 일단 개발 환경이 갖춰져야 더 자세한 이야기를 할 수 있겠죠. 이어지는 글에서 소프트웨어 툴 설치 과정을 상세히 다루겠습니다. (툴 설치 영상 링크 추가) 미리 말씀드리자면, Questa 소프트웨어 설치가 아마 생각보다 쉽지 않을 겁니다. 유난히 복잡한 self-licensing 때문에 이런 시스템에 익숙하지 않으신 분들은 다소 어렵게 느껴지실 수 있습니다. (저도 이번에 설치하면서 애를 좀 먹었습니다. 번들로 포함되어 있던 ModelSim이 참 그립네요….)